北京雾霾的成因分析

刘洁 张忠潮

摘 要：近年来北京雾霾问题严重，究其原因，既有地形和不利气象条件的影响，使污染物易聚难散；又有人口聚集、机动车保有量高、产业发展水平低和能源消费大的问题，“贡献”大量空气污染物；同时，周边地区不合理的产业结构和能源消費也为北京输送了不少污染物质。北京要解决雾霾问题，既需针对内部成因出台措施，又需与周边省市合作，协同治理。

关键词：雾霾；成因；产业结构；能源消费

一、问题的提出

北京的雾霾问题早已有之，尤以2013年初为甚，仅1月份就有16天达到严重污染，影响了正常的生产、生活，并对居民的身体健康造成损害。为解决雾霾问题，北京市政府已经采取了非常严格的治理措施。自1998至2010年，北京市陆续实施了16个阶段的控制措施来治理大气污染，每阶段制定具体的任务分解表，明确各单位的职责，为各项任务设置具体的完成时间。此外，政府还出台了《北京市大气污染防治条例》《2013-2017年清洁空气行动计划》《北京市空气重污染应急预案》等多项地方性法规和规范性文件，制定多个行业的大气污染物排放标准，成立大气污染综合治理领导小组专门负责污染治理工作。

然而，一系列政策法规的出台和大量资金的投入并没有使北京的空气质量出现明显改善，雾霾依然笼罩在城市上空。据统计，从2010到2014年，北京一共出现了437次的污染天气，而且污染的持续时间普遍较长；一般污染的发生时间累计占到总天数的55%，约有22%的时间处于严重污染的状况。2016年，北京空气质量未达标天数为168天，所占比例高达45.9%，其中空气重污染（重度和严重污染）天数为39天，发生率达10.7%，全市仅12月份就累计出现4次共11天重污染，达到了该月总天数的35%；四项主要污染物中，仅二氧化硫浓度达标，细颗粒物、可吸入颗粒物和二氧化氮浓度均超过国家标准。由此可见，北京治霾效果并不理想。要想真正解决这一难题，改善空气质量，首先要认清北京雾霾的成因。

二、北京雾霾的表层成因

1.北京的地形情况

北京位于华北平原的西北边缘，西、北和东北三面环山，东南是缓缓向渤海倾斜的北京平原，地势西北高、东南低。西面的太行支阜西山与北部的军都山相交，形成近似半圆的山弯，面向东南方向展开。这样依山襟海，背山靠水的地形，虽然符合传统的风水理念，但却使大气污染物易聚难散，易发生雾霾灾害。一方面，西部、北部群山环绕，城市风道受阻，不利于大气污染物扩散；另一方面，东部、南部地形平缓，对风的阻挡作用弱，加之北京的南向、东南向分布着较多的重污染企业，其产生的污染物极易被偏南风、偏东风传输至北京城区，受西部、北部高山阻挡会停滞或堆积，加重污染。

2.北京的气象条件

雾霾的发生在很大程度上受不利气象条件的影响，其中大气混合层的高度关系着污染物在垂直方向上的扩散范围，混合层高度越高，越有助于污染物稀释、扩散[1]。受厄尔尼诺现象影响，我国冬季的混合层高度下降，逆温层高度降低，污染物的扩散被限制在地面和逆温层之间，即使排放的污染物总量不变，污染浓度仍被大幅提高，从而加剧了污染的严重程度。同时，根据北京统计年鉴的数据，北京地区的平均风速（米/秒）和大风日数（日）均呈现波动下降的趋势，冬季风活动较弱，冷空气活动次数偏少，限制了大气污染物在水平方向上的稀释、扩散。

3.北京的城市发展情况

一般来讲，一个地区的发展情况与环境污染是具有密切关系的。为分析城市空气污染问题，在选择城市发展的指标时，应当侧重于对空气质量有重要影响或者说与空气质量有密切关系的指标，具体包括城市人口变化、汽车保有量、产业结构和能源消费情况等。

（1）北京人口发展

人口对区域环境的压力是不争的事实，主要源自于人口的生活污染和生产活动污染。在一定的区域内，环境压力与人口密度的关系成正相关，当然区域环境容量与整个社会的生产力发展水平也有关，但是，在生产力发展水平相对不变的情况下，环境污染直接取决于区域人口密度。在一定区域的人口短时期内快速增长，我们可以认为社会生产力水平变化不大。尽管北京市政府通过各种措施控制人口的增长，但是，北京人口还是以非常快的速度在增长。从表1可以看出，自2006年到2010年北京的人口增长最快，达到年均增长5%以上。伴随着人口快速增长而来的，是基本建设加快，城市规模扩大，经济发展加快，能源生产和消费增加，汽车保有量增加，各种消费品消费增加等，污染物的排放量也随之猛增，为雾霾的大面积爆发创造了条件。

（2）北京机动车保有量

机动车尾气排放产生的一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫等污染物，对城市雾霾天气的发生有较大贡献，根据环保部发布的数据，机动车尾气已经成为北京本地最主要的大气污染物来源。近年来，北京市机动车保有量一直保持快速增长，截至2017年底，已达564万辆，位居全国首位，较2008年底增加了213.6万辆，10年来增长了61%。随着机动车保有量增长而来的，是尾气排放量的大幅提高，尾气中的致霾物质被排入大气并不断累积，成为北京雾霾频发的重要原因[2]。

（3）北京产业结构

北京的产业结构调整虽已见成效，但由于发展水平较低，发展方式粗放，导致大气污染物排放依然严重。第三产业在北京的生产总值中所占比重最大，且逐年稳定增长，已接近80%。但是由于北京的第三产业尚处于发展初期，存在着量大质差，耗能高，水平低等问题，污染仍然严重。第二产业在北京生产总值中所占的比例逐年下降，到2015年已不足20%。然而，该产业的能源消费量在北京能源消费总量中却一直占有较大比例，近几年虽有下降，但仍然维持在30%左右。由此可见，第二产业虽然消耗了大量的能源，却没有创造出与之相应的价值，同时还造成了严重的雾霾污染。

（4）北京能源消费

北京市的能源消费总量大，据北京统计年鉴公布数据显示，在1980年-2015年间，北京的能源消费总量从1907.7万吨标准煤增至6852.6万吨标准煤，增幅高达260%，年均增速约8.9%。能源消费长期处于较高水平，由此产生的废气成为大气污染物的重要来源。此外，北京的能源消费结构也不甚合理，煤炭和石油长期占有较高比重，而天然气、风能、太阳能等清洁能源比重较低。尽管近些年北京能源结构调整，清洁能源的使用比例有所增加，但由于能源消费总量持续上升，煤炭和石油的消费量仍在不断增加。煤炭使用产生的二氧化硫、氮氧化物、粉尘和石油使用产生的一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、颗粒物和铅等污染物仍旧被大量的排放到大气中，加剧雾霾污染。

三、北京雾霾的深层成因

1.北京周边省市的产业结构

在北京周边省市的产业结构中，第二产业一直占有重要地位，如天津、河北、山西、河南、辽宁等，第二产业比重长期维持在50%上下，且普遍存在能耗高、效率低、生产方式粗放等缺陷。这些省市的工业排放的大气污染物会随着空气流动，在一定的区域内传输，北京作为邻近的城市，自然也会受到影响。因此，尽管北京市第二产业的比重逐年下降，2015年已不足20%，但其周边省市的第二产业依然维持着较高的比重，这些工业排放的部分大气污染物随着空气流动被输送至北京，成为北京雾霾的重要污染来源。

2.北京周边省市的能源产销

能源生产方面，在北京周边的六省一市中，火力发电量近十年来占地区总发电量的比重虽略有下降，但仍然保持着绝对优势，天津、河北、山西、山东、河南等省市的火力发电量比重一直维持在90%以上，内蒙古和辽宁则维持在80%以上。火电厂排放大量的二氧化硫、氮氧化物和粉尘等大气污染物，其中的部分污染物被传送至北京地区，造成北京空气质量的下降。能源消费方面，华北地区丰富的煤炭资源储量决定了该区域的能源消费结构以煤炭为主。以2014年为例，河北、山西、内蒙古、辽宁、山东、河南等省的煤炭消费量均达到上亿吨，其中山西、内蒙古、山东的煤炭消费量已超过3.5亿吨，煤炭在能源消费结构中的比重远超全国平均水平。如此高的煤炭消费量必然导致空气污染物的大量排放。据环保部分析，2016年初华北地区出现的空气重污染过程中，燃烧化石燃料所产生的一次颗粒物浓度明显提高，原煤散烧对近地面污染贡献最高。根据监测数据，与燃煤排放直接相关的有机物、硫酸盐、黑炭等物质，是PM2.5的主要组成成分[3]。因此，尽管北京一直在调整能源消费结构，减少煤炭使用量，但由于其周边省市的煤炭使用量居高不下，产生的大量污染物在區域内扩散，导致北京的雾霾问题依然严重。

四、结论与讨论

通过分析可知，北京雾霾如此严重，一方面源于北京及其周边存在大量的污染源，另一方面则是受地形和气象条件的影响，污染物易聚难散。可以说，北京的雾霾污染既有内因又有外因，既是“天灾”更是“人祸”。北京对资源具有很强的吸引力，资源流入的同时伴随着人口的大量聚集，人口的大量聚集则带来了基础建设增加，城市规模扩大，生活能源消费攀升，机动车保有量增长等，最终都导致大气污染物排放量的增加，同时高耸密集的城市建筑又阻碍了风对污染物的扩散。此外，北京的二、三产业发展水平较低，能源消耗量大且结构不合理，以煤炭石油为主，清洁能源比重较低，也是造成北京雾霾严重的内因。除北京本地区的污染源外，大气污染物的外来输送同样严重。在北京周边省市中，产业结构均以第二产业为主，能耗高、效率低，生产方式粗放，能源消费结构以煤炭为主，消费量居高不下，大气污染物排放量巨大。这些污染物部分随着空气流动被输送至北京，加之地形和不利气象条件的共同影响，在山前平原地区汇聚，加重了北京的雾霾污染。

北京雾霾的形成原因复杂，治理应从多方面入手。对北京自身来说，应当落实疏解非首都功能，合理调控人口规模，降低人口密度，促进经济社会发展与人口资源环境相适应；推进机动车环境税费改革，推广新能源汽车，大力发展公共交通，引导公众绿色出行；继续推动产业机构优化升级，发展符合首都城市战略定位的现代产业，调整和转移高污染、高能耗企业，提升第三产业发展水平；提升能源利用效率，加速推进能源消费结构改革，继续实施煤改清洁能源，完善替代能源的配套设施建设。此外，治理北京雾霾仍需深入推进京津冀及周边地区大气污染联防联控工作，从区域整体层面着眼，统筹规划，协同行动，优化区域内产业结构和能源结构，建立区域覆盖的信息网络开放平台、大气质量监测、大气环境执法监督及大气污染问责机制[4]。

参考文献：

[1]行琨.浅析气候对邯郸市大气环境质量的影响[J].城市地理，2017，（14）：204

[2]李晓燕.京津冀地区雾霾影响因素实证分析[J].生态经济，2016，32（03）：144-150

[3]黎天乐.“霾伏”成因为何[J].中国减灾，2016，（4）：18-21

[4]张丽亚、彭文英.首都圈雾霾天气成因及对策探讨[J].生态经济，2014，30（09）：172-176

作者简介：

刘洁（1992--）女，河北沧州人，硕士研究生，研究方向：自然资源与环境保护理论。

通讯作者：

张忠潮（1963--）男，陕西蒲城人，教授，硕士生导师；研究方向：环境与资源保护法。